توضیح تفصیلی انتخاب باسبارهای مسی، محاسبه ظرفیت حمل جریان و فرآیند خمش برای کلید ولتاژ بالا

ظرفیت حمل جریان یک باس بار الکتریکی به حداکثر جریانی که می تواند بدون تجاوز از دمای مجاز خود در شرایط مشخص به طور مداوم حمل کند، اشاره دارد. در مهندسی عملی، ظرفیت حمل جریان یک شینه مسی خمشی یک مقدار ثابت نیست، بلکه یک پارامتر دینامیکی است که تحت تأثیر عوامل مختلفی مانند روش نصب، دمای محیط، شکل مقطع و تعداد لایه‌ها قرار می‌گیرد.

اولاً، روش نصب تأثیر بسزایی در اتلاف گرما دارد. روش های نصب داخل کابینت به طور عمده به قرار دادن افقی و عمودی تقسیم می شود. از آنجایی که قرارگیری عمودی از سطح اتلاف گرما به طور کامل‌تری استفاده می‌کند و همرفت هوا را بهتر می‌کند، ظرفیت حمل جریان در قرارگیری عمودی معمولاً کمی بیشتر از قرارگیری افقی است. به همین دلیل است که شینه های اصلی در کابینت های توزیع بزرگ بیشتر به صورت عمودی نصب می شوند.

دوم، دمای محیط یک متغیر مهم است که باید در نظر گرفته شود. دمای محیط مرجع طراحی معمولاً 35 درجه یا 40 درجه است. هنگامی که دمای واقعی محیط بالاتر از این مرجع باشد، ظرفیت حمل جریان گذرگاه زمینی چتس‌ورث کاهش می‌یابد و باید در ضریب تصحیح دمای مربوطه ضرب شود. برعکس، هر چه دما کمتر باشد، ظرفیت حمل جریان را می توان به طور مناسب افزایش داد.

در برآورد مهندسی می‌توان از فرمول‌های تجربی برای محاسبه سریع استفاده کرد. برای خمش یک شینه مسی، ظرفیت حمل جریان آن تقریبا برابر است با عرض شینه (mm) ضرب در ضریب ضخامت. ضریب ضخامت به ضخامت شینه زمین مسی مربوط می شود. به عنوان مثال، یک شینه با ضخامت 10 میلی متر دارای ضریب تقریباً 18 و یک شینه با ضخامت 12 میلی متر دارای ضریب تقریباً 20 است.

برای سازه‌های چند لایه، به دلیل اتلاف حرارت ضعیف‌تر، ظرفیت حمل جریان یک اضافه ساده چندگانه نیست. ظرفیت حمل فعلی یک باسبار دو لایه معمولاً حدود 1.56 تا 1.58 برابر یک گذرگاه تک لایه، سه لایه حدود 2 بار و چهار لایه حدود 2.45 برابر است. با این حال، شایان ذکر است که چهار لایه و بالاتر برای کاربردهای مهندسی به دلیل مشکلات در اتلاف گرما و اثر قابل توجه پوست توصیه نمی شود. پیشنهاد می شود به جای آن از شینه هایی با شکل نامنظم یا از شینه های تک لایه با مقاطع{10}}بزرگتر استفاده کنید.

در طراحی تابلو برق{0}بالا، برآورده کردن نیاز ظرفیت حمل جریان نامی به سادگی کافی نیست. میله گذرگاه زمین الکتریکی باید بتواند تأثیر جریان اتصال کوتاه سیستم را تحمل کند، یعنی نیاز «جریان مقاومت کوتاه-زمان را برآورده کند. این امر برای اطمینان از اینکه شینه مسی الکترولیتی به دلیل گرم شدن بیش از حد ذوب نمی شود یا در صورت بروز خطای اتصال کوتاه-به تجهیزات آسیب نمی رساند، بسیار مهم است.

با توجه به فرمول ضمیمه D استاندارد GB3906، می‌توانیم حداقل سطح مقطع -میله باس زمین جدا شده را بر اساس شرایط پایداری حرارتی محاسبه کنیم. فرمول این است: S=(I / a) × √(t / Δθ). در جایی که S سطح مقطع{5}}رسانا است، I مقدار نامی -جریان مقاومت کوتاه مدت (کوتاه-جریان مدار)، a ضریب ماده (13 برای مس)، t مدت-مدار کوتاه است (معمولاً 4 ثانیه برای بالا{11}}و معمولاً برای سیستم‌های ولتاژ بالا{11}K معمولاً افزایش دما 5 است. هادی ها).

این فرمول می‌تواند برای استخراج حداقل‌های{0}}مقطع سطح مقطع برای رتبه‌بندی‌های مدار کوتاه{1} مختلف استفاده شود. به عنوان مثال، برای یک سیستم 25kA/4S، حداقل سطح مقطع میله اتوبوس زمینی مخابرات باید 260mm² باشد. برای یک سیستم 31.5kA/4S، حداقل سطح مقطع باید 330mm² باشد. و برای یک سیستم 63kA/4S، باید 660mm² باشد. در انتخاب واقعی، طراحان باید-مساحت مقطع مورد نیاز برای جریان نامی و سطح مقطع{16}}مقاومت در مدار کوتاه{17}} را محاسبه کنند و حداکثر مقدار این دو را به عنوان مبنای انتخاب نهایی در نظر بگیرند. برای مثال، مداری با جریان نامی 630 آمپر فقط به مقطع 40×6{22}}نیاز دارد، اما اگر جریان مدار کوتاه سیستم 31.5 کیلو آمپر باشد، برای اطمینان از ایمنی سیستم، باید یک مقطع حداقل 330 میلی‌متر مربع (مانند 60×6) انتخاب شود.

دقت ماشینکاری BusBar برای زیمنس مستقیماً بر سهولت نصب در کابینت و مطابقت با فاصله های الکتریکی تأثیر می گذارد. در طول فرآیند خمش و خالی کردن، "طول ماده" یعنی طول باز شده باید به طور دقیق محاسبه شود. از آنجا که BusBar برای Weidmuller در نقطه خمش دچار تغییر شکل پلاستیکی می‌شود-سمت بیرونی کشیده و کشیده شده است، در حالی که ضلع داخلی فشرده و کوتاه شده است-یک ضریب جبران باید در محاسبه وارد شود.

برای خم‌های مسطح معمول (خم-راست) یا «روش محاسبه خارجی» یا «روش محاسبه داخلی» معمولاً در مهندسی استفاده می‌شود. فرمول کلی روش محاسبه خارجی این است: طول کل=مجموع ابعاد بیرونی هر بخش + ارزش جبرانی - ضریب × تعداد راست-خمیدگی زاویه. ضریب جبران خاص مربوط به ضخامت سازندگان مقره BusBar است. به عنوان مثال، برای مواد با ضخامت 3 میلی‌متر، هر خم{8} زاویه راست ممکن است به حدود 0.3 میلی‌متر اضافی نیاز داشته باشد، در حالی که مواد با ضخامت 10 میلی‌متر حتی بیشتر نیاز دارند. هنگام پردازش خم{12}}چند لایه یا اشکال پیچیده، تأثیرات شعاع خمش و زاویه برگشت فنری نیز باید در نظر گرفته شود.

علاوه بر این، برای جلوگیری از تخلیه نوک، BusBars برای Mersen Ferraz در داخل تابلو برق{0}بالا معمولاً به مستطیل های پخ یا گرد نیاز دارند. این نه تنها توزیع میدان الکتریکی را بهبود می بخشد، بلکه عملکرد عایق را نیز افزایش می دهد. در طول ساخت، زوایای خمشی و تحمل ابعادی باید به شدت کنترل شود تا از حداقل تنش در هنگام نصب میله اتوبوس زمینی مسی اطمینان حاصل شود، و از آسیب به اجزای عایق یا تنش ناهموار در سطوح تماس به دلیل نصب اجباری جلوگیری شود.

به طور خلاصه، انتخاب و طراحی باسبارهای توزیع یک پروژه مهندسی سیستم پیچیده است که محاسبات الکتریکی و فرآیندهای مکانیکی را یکپارچه می کند. تنها با در نظر گرفتن جامع ظرفیت حمل فعلی، پایداری حرارتی و شرایط واقعی ساخت و نصب می توان یک سیستم توزیع برق اقتصادی و ایمن طراحی کرد.